两单翼总面积超268㎡，问天实验舱太阳翼成功“二次展开”

　　据中国载人航天工程办公室消息，问天实验舱入轨后，顺利完成状态设置，于北京时间2022年7月25日3时13分，成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。这是我国目前最大吨位的航天器（23吨的问天实验舱与40多吨的空间站组合体）之间的交会对接，也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行空间交会对接。

北京时间2022年7月25日3时13分，问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。本文图片均为中国航天科技集团 供图
　　4月25日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者从中国航天科技集团八院获悉，就在这两个“大块头”完成空间交会对接后，八院抓总研制的问天实验舱柔性太阳帆板成功完成“二次展开”。如果此刻你有一个天文望远镜，将它对准太空中的中国空间站，会看到两大两小橙色的光影，这四道橙色的光便是空间站天和核心舱、问天实验舱的两对大型柔性太阳电池翼，它们是我国空间站不折不扣的“能量源泉”。

问天实验舱与天和核心舱成功对接后，八院抓总研制的问天实验舱柔性太阳帆板成功完成“二次展开”。
　　八院介绍，2021年4月29日成功发射的天和核心舱，应用了我国首型大型柔性太阳电池翼，展开面积达67㎡，相当于一个标准单打羽毛球场的大小。时隔一年多，八院抓总研制的问天实验舱柔性太阳帆板又刷新了这一纪录，其配置了2个单翼展开面积超过138㎡的“翅膀”，2个太阳电池翼总面积超过268平方米，厚度只有0.7毫米，功率高达18千瓦，是名副其实的plus版，未来的梦天实验舱加入后，4个这样的太阳电池翼就能提供空间站建成后“天和+问天+梦天”三舱组合体80%的能量需求。

中国空间站三舱“T”字基本构型示意图。
　　别看plus版太阳翼是个大块头，八院的设计师却严格控制了其体重，粘贴太阳能电池片的太阳翼基板采用超薄型轻质复合材料，柔性翼全部收拢后厚度只有18厘米，与一部手机的长度相当，仅为传统刚性太阳翼的1/8。
为何要用柔性太阳帆板取代传统刚性太阳翼？据八院专家测算，三名航天员一天工作、生活的用电量预计为320度左右，传统的刚性、半刚性太阳电池翼因其体积、重量、功率等因素的限制，无法满足这一需求，而柔性翼体积小、展开面积大、功率重量比高，18千瓦的电能在满足舱内所有设备正常运转的同时，也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。
太阳翼的成功在轨展开，是发射任务圆满成功的重要标志。在此次空间交会对接中，问天实验舱太阳翼采用三维七步的动作，分二个阶段展开，整个过程持续80分钟，可谓分分钟牵动设计师的心。
为什么要在全世界首创“二次展开”的关键技术？八院表示，主要是为了确保交会对接这个关键动作的绝对安全。在交会对接过程中，两个数十吨级的航天器以约7.9km/s的速度运动，稍有偏差航天器就会发生碰撞。如果此时太阳电池翼完全展开，问天实验舱就好比两只手各持一面巨大的帆与天和核心舱“接吻”，任何一个微小的抖动，都会导致实验舱的速度、相对位置和飞行姿态的控制精度严重下降。
为此，八院设计团队独创了“二次展开”的关键技术，在实验舱发射后独立飞行阶段，柔性太阳电池翼先展开一部分电池板以满足实验舱能量需求，降低飞行控制难度，使得交会对接又稳又准。在对接完成后，再将百平米的太阳翼完全展开，建立完整的能源系统。
整个展开过程，数节伸展机构依次向外推出，带动太阳翼向外展开，像是一架被缓缓拉开的手风琴，在宇宙中奏响它的美妙乐章。为了实现安全可靠且一次性成功展开，八院柔性翼研制团队经过了多次方案论证，在地面进行了大量的高低温、载荷拉偏试验，从而确保了伸展机构在太空中也具备可重复展收、一气呵成的高可靠性。而为了确保太阳翼在轨服役期间的“万无一失”，八院团队经过多年攻关，地面完成了40万次热真空疲劳寿命试验、100万次常温常压寿命试验，充分验证了产品的高可靠、长寿命。

---